用于驱动电光显示器的方法
【专利说明】用于驱动电光显示器的方法
[0001 ] 相关申请
[0002]本申请涉及美国专利Nos.5，930，026;6，445，489;6，504，524;6，512，354;6，531，997；6,753,999；6,825,970；6,900,851；6,995,550；7,012,600；7,023,420；7,034,783；7,116,466；7,119,772；7,193,625；7,202,847；7,259,744；7,304,787；7,312,794；7,327,511；7,453,445；7,492,339；7,528,822；7,545,358；7,583,251；7,602,374；7,612,760；7,679,599；7,688,297；7,729,039；7,733,31I；7,733,335；7,787,169；7,952,557；7,956,841;7,999,787;和8,077,141;以及美国专利申请公开Nos.2003/0102858;2005/0122284;2005/0179642；2005/0253777；2006/0139308；2007/0013683；2007/0091418；2007/0103427；2007/0200874；2008/0024429；2008/0024482；2008/0048969；2008/0129667；2008/0136774；2008/0150888；2008/0291129；2009/0174651；2009/0179923；2009/0195568；2009/0256799；2009/0322721；2010/0045592；2010/0220121；2010/0220122；2010/0265561;2011/0285754，和2013/0194250。
[0003]为了方便，前述专利和申请可以在下文中总地被称为“MEDE0D”(用于驱动电光显示器的方法)申请。这些专利及共同未决申请的全部内容以及下文提到的所有其他的美国专利及公布的且共同未决的申请的全部内容通过引用被包含在本文中。
[0004]关于电光显示器的背景术语和现有技术在美国专利N0.7，012，600中被详细地讨论，读者参考它可得到更多的信息。因此，该术语和现有技术在下文简要地概括。
技术领域
[0005]本发明涉及用于驱动电光显示器(特别是双稳态电光显示器)的方法，以及用于这样的方法的设备。更特别地，本发明涉及可以允许在这样的显示器中减少“重影”和边缘效应以及减少闪烁的驱动方法。本发明特别地，但并非排他地，意于使用基于粒子的电泳显示器，其中，一种或多种类型的带电粒子存在于流体中并且在电场的影响下移动穿过流体以改变显示器的外观(appearance)。
【背景技术】
[0006]作为应用于材料或者显示器的术语“电光”，其在此使用的是其在成像领域中的常规含义，指的是具有第一和第二显示状态的材料，该第一和第二显示状态的至少一个光学性质不同，通过向所述材料施加电场使该材料从其第一显示状态改变到第二显示状态。尽管光学性质通常是人眼可感知的颜色，但其可以是其他光学性质，诸如光透射、反射、发光，或者在意在用于机器阅读的显示器的情况下，在可见范围外的电磁波长的反射率的改变的意义上的伪色。
[0007]术语“灰色状态”在此使用的是其在成像技术领域中的常规含义，指的是介于像素的两个极端光学状态之间的一种状态，但并不一定意味着处于这两个极端状态之间的黑白转变。例如，下文中所涉及的伊英克公司的几个专利和公开申请描述了这样的电泳显示器，其中，该极端状态为白色和深蓝色，使得中间的“灰色状态”实际上为淡蓝色。实际上，如已经提到的，光学状态的改变可以根本不是颜色改变。下文可使用术语“黑色”和“白色”来指代显示器的两个极端光学状态，并且应当被理解为通常包括并非严格的黑色和白色的极端光学状态，例如上面提到的白色和深蓝色状态。下文可使用术语“单色的”来表示仅将像素驱动至其两个极端光学状态，而没有中间灰色状态的驱动方案。
[0008]术语“双稳态的”和“双稳定性”在此使用的是其在本领域中的常规含义，指的是包括具有第一和第二显示状态的显示元件的显示器，所述第一和第二显示状态的至少一个光学性质不同，从而在利用具有有限持续时间的寻址脉冲驱动任何给定元件以呈现其第一或第二显示状态之后，在该寻址脉冲终止后，该状态将持续的时间是改变该显示元件的状态所需的寻址脉冲的最小持续时间的至少几倍(例如至少4倍)。美国专利N0.7，170，670表明，支持灰度的一些基于粒子的电泳显示器不仅可以稳定于其极端的黑色和白色状态，还可以稳定于其中间的灰色状态，一些其它类型的电光显示器也是如此。这种类型的显示器被恰当地称为是“多稳态的”而非双稳态的，但是为了方便，在此可使用术语“双稳态的”以同时涵盖双稳态的和多稳态的显示器。
[0009]术语“脉冲”在此使用的是其常规含义，即电压关于时间的积分。然而，一些双稳态电光介质用作电荷转换器，并且对于这种介质，可以使用脉冲的一种替代定义，即电流关于时间的积分(其等于施加的总电荷)。根据介质是用作电压-时间脉冲转换器还是用作电荷脉冲转换器，应当使用合适的脉冲定义。
[0010]下文的讨论主要集中于用于驱动电光显示器的一个或多个像素经历从初始灰度至最终灰度(其可以与初始灰度相同或者不相同)的转变的方法。术语“波形”将用于指示整个电压与时间曲线，其用于实现从一个特定初始灰度到特定的最终灰度的转变。典型地，这样的波形包括多个波形元素;其中，这些元素本质上是矩形的(即，其中，给定元素包括在一段时间内施加恒定电压)；该元素可以被称为“脉冲”或“驱动脉冲”。术语“驱动方案”指足以实现在特定显示器的灰度之间的所有可能的转变的一组波形。显示器可以使用多于一个驱动方案;例如，前述美国专利N0.7，012，600教导了根据诸如显示器温度或者在其生命周期内已经工作的时间等参数，驱动方案可能需要被修改，并且因此显示器可以配备有多个不同的将用在不同温度等的驱动方案。以该方式使用的一组驱动方案可以被称为“一组相关驱动方案”。如一些前述MEDEOD申请中所描述的，也可以在同一显示器的不同区域同时使用多于一个驱动方案，以该方式使用的一组驱动方案可以被称为“一组同步驱动方案”。
[0011]已知几种类型的电光显示器，例如:
[0012](a)旋转双色元件显示器(参见例如美国专利Nos.5，808，783;5，777，782;5，760，761 ;6,054,071 ;6,055,091 ;6,097,531 ;6，128，124;6，137,467 以及6,147,791);
[0013](b)电致变色显示器(参见例如0’1^8&11，8.等人的恥加代，1991，353，737;100(1，0.的 Informat1n Display，18(3)，24 (200 2年 3 月)；Bac h，U.等人的 Adv.Mater.，2002，14(11)，845;以及美国专利Nos.6,301，038;6，870.657;以及6,950,220);
[0014](c)电润湿显示器(参见Hayes，R.A.等人在Nature，425，383-385(2003年9月25 日)中发表的 “Video-Speed Electronic Paper Based on Elec trowetting” 以及美国专利公开N0.2005/0151709);
[0015](d)基于粒子的电泳显示器，其中，多个带电粒子在电场的影响下移动穿过流体(参见美国专利Nos.5,930，026;5,961，804;6，017，584;6，067，185;6，118，426;6，120,588;6 ,120 ,839 ;6，124,851 ;6，130 ,773和6,130 ,774;美国专利申请公开Nos.2002/0060321;2002/0090980；2003/0011560；2003/0102858；2003/0151702；2003/0222315；2004/0014265；2004/0075634；2004/0094422；2004/0105036；2005/0062714和2005/0270261；以及国际申请公开Nos.WO 00/38000；W0 00/36560；W0 00/67110和WO 01/07961;以及欧洲专利Nos.1,099,207B1;和1，145，072B1 ；以及在前述美国专利N0.7,012,600中讨论的MIT和伊英克公司的其他专利和申请)。
[0016]电泳介质有几种不同的变型。电泳介质可使用液态或气态流体;对于气态流体，例如参考Kitamura，T.等人的 “Electrical toner movement for electronic paper-likedisplay”，IDW Japan,2001 ,Paper HCS1-1，以及Y amaguchi，Υ.等人的 “Toner displayusing insulative particles charged tri boelectrically，，，IDW Japan，2001，PaperAMD4-4;美国专利公开N0.2005/0001810；欧洲专利申请I，462，847; I，482，354; I，484，635；1,500,971; 1,501,194; 1,536,271; 1,542,067; 1,577,702; 1,577,703和1,598,694;以及国际申请WO 2004/090626;WO 2004/079442和WO 2004/001498。介质可以被封装，包括许多小囊体，每一个小囊体本身包括内部相以及包围内部相的囊壁，其中所述内部相含有悬浮在液态悬浮介质中的可电泳移动的粒子。典型地，这些囊体本身保持在聚合粘合剂中以形成位于两个电极之间的连贯层;参见前述MIT和伊英克公司的专利和申请。可替代地，在封装的电泳介质中包围离散的微囊体的壁可以被连续相替代，因此产生所谓的聚合物分散型的电泳显示器，其中电泳介质包括多个离散的电泳流体的微滴和聚合物材料的连续相;参见例如美国专利N0.6,866,760。为了本申请的目的，这样的聚合物分散型电泳介质被认定为是封装的电泳介质的子类。另一种变型是所谓的“微单元电泳显示器”，在微单元电泳显示器中，带电粒子和流体保持在形成于载体介质(通常是聚合物薄膜)内的多个空腔内；参见诸如美国专利Nos.6,672,921 和6，788，449。
[0017]封装的电泳显示器通常不受传统电泳装置的聚集和沉降故障模式的困扰并提供更多的有益效果，例如在多种柔性和刚性基底上印刷或涂布显示器的能力。(使用词“印刷”意于包括印刷和涂布的所有形式，包括但不限于:诸如修补模具涂布、槽或挤压涂布、滑动或层叠涂布、幕式涂布的预先计量式涂布，诸如罗拉刮刀涂布、正向和反向辊式涂布的辊式涂布，凹面涂布，浸渍涂布，喷雾涂布，弯月面涂布，旋转涂布，刷涂，气刀涂布，丝网印刷工艺，静电印刷工艺，热印刷工艺，喷墨印刷工艺，电泳沉积(参见美国专利N0.7,339,715)，以及其他类似技术。)因此，所产生的显示器可以是柔性的。另外，因为显示器介质可以(使用多种方法)被印刷，所以显示器本身可以被便宜地制造。
[0018]其他类型的电光介质也可用于本发明的显示器。
[0019]基于粒子的电泳显示器的双稳态或多稳态性能，以及表现出类似性能的其他电光显示器(为了方便，这样的显示器在下文可以被称为“脉冲驱动显示器”)，与传统液晶(LC)显示器的性能形成鲜明的对比。扭曲向列型液晶不是双稳态或多稳态的，而是用作电压转换器，因此，给这种显示器的像素施加给定电场在像素处产生特定的灰度，而不考虑该像素处之前存在的灰度。此外，LC显示器仅在一个方向(从非透射或“暗”至透射或“亮”)被驱动，通过减小或消除电场实现从较亮状态至较暗状态的反向转变。最后，LC显示器的像素的灰度对电场的极性不敏感，仅对其大小敏感，并且实际上，由于技术原因，商业LC显示器通